采用数字自适应光学的代断层扫描允许在毫秒尺度上对3D亚细胞动态进行一个小时的静脉内观测

科学领域:

• 生物医学成像学 生物医学成像学
• 细胞生物学 细胞生物学
• 神经科学是一个神经科学.

背景情况:

• 长期的细胞下静脉成像对于理解哺乳动物的本源生理过程至关重要.
• 挑战包括光学异质性,组织不透明性和光毒性,限制目前的成像能力.
• 现有的方法在较长时间内与高速,高分辨率的3D成像作斗争.

研究的目的:

• 引入一个新的计算成像框架,DAOSLIMIT,用于先进的静脉内显微镜.
• 克服目前在体内细胞下成像技术的局限性.
• 为了实现高速度,高分辨率和低摄影毒性细胞动态的3D成像.

主要方法:

• 数字自适应光学扫描光场相互代断层扫描 (DAOSLIMIT) 的开发.
• 同时对整个体积进行断层成像以进行3D重建.
• 瓦式波面校正和紧的系统设计,以减少光毒性.

主要成果:

• 实现了225 × 225 × 16μm3的体积成像,侧向分辨率为220nm,轴向分辨率为400nm.
• 能够在数十万个时间点上进行毫秒级的成像.
• 通过观察哺乳动物的大规模细胞迁移,神经活动,中性粒细胞迁移和瘤细胞循环来证明其能力.

结论:

• 达奥斯利米特提供了一个强大的工具,用于高速,高分辨率,长期的亚细胞内静脉成像.
• 该框架有效地解决了光学异质性和光毒性的挑战.
• 能够对活体中动态亚细胞行为和器官功能进行前所未有的洞察.